【雕爷学编程】Arduino动手做（139）---E18-D80避障传感器模块
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37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百三十九：E18-D80NK 红外避障传感器模块 接近开关 智能小车 3-80cm
知识点：红外对管
是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。在光谱中波长大于0.76微米的一段称为红外线。在光谱中波长大于0.76微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。EG：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。
红外发射管
红外发射管是由红外发光二极管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。LED是英文Light Emitting Diode的简称，表现是正温度系数，电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。
光敏接收管
它是一个具有光敏特征的PN结，属于光敏二极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大。
红外线接收管
功能与光敏接收管相似只是不受可见光的干扰，感光面积大，灵敏度高，属于光敏二极管，一般只对红外线有反应。
E18-D80NK
是一种集发射与接收于一体的数字式光电传感器。主要用于障碍物的检测。发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出。有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80厘米距离的问题（由于红外光的特性，不同颜色的物体，能探测的最大距离也有不同；白色物体最远，黑色物体最近）。对障碍物的感应距离可以根据要求通过后部的旋钮进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多智能自动化场合。
电气特性
棕色：VCC；蓝色：GND；黑色：OUT。
工作电压：5VDC
工作电流：10-15mA
驱动电流：100mA
感应距离：3-80CM
Sensing range: 3-80cm
Sensing object: Translucency, opaque
Supply voltage: DC5V
Output operation: Normally open(O)
Output: DC three-wire system(NPN)
机械特性：
颜色：橙黄色
直径:18MM
长度:45MM
引线长度:18CM
Diameter: 18mm, Length: 45mm
Appearance: Threaded cylindrical
Material: Plastic
Guard mode: Reverse polarity protection
Ambient temperature: -25-70℃
E18-D80NK 工作原理
当发射器发出的红外线被被测物表面阻挡后，红外光会发生反射，反射光被光电管接收后进行解调，解调后的信号输入至Arduino等开发板就可进行物体检测了。E18-D80NK集成了可调电位器，可通过调节电位器调整测量增益。E18-D80NK 区别于KS-103和HR04 ，它通常不用于距离测试，更多用于碰撞检测。因此E18-D810NK可运用在机器人，可穿戴设备，汽车等领域。
E18-D80避障传感器模块技术参数
1、输出电流 DC/SCR/继电器 Control output：100mA/5V供电
2、消耗电流 DC<25mA
3、响应时间 <2ms
4、指向角：≤15°，有效距离3-80CM可调
5、检测物体：透明或不透明体
6、工作环境温度：-25℃~+55℃
7、标准检测物体：太阳光10000LX以下 白炽灯3000LX以下
8、外壳材料：塑料
Arduino实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百三十九：E18-D80NK 红外避障传感器模块 接近开关 智能小车 3-80cm
程序之一：串口输出检测情况
实验接线
VCC +5V
GND GND
OUT 2
*/
void setup(){
Serial.begin(9600); //以9600的速率启动串行通信
pinMode(2, INPUT); //插脚2作为信号输入
}
void loop(){
while (1) {
delay(1000);
if (digitalRead(2) == LOW) {
//如果未检测到信号打印冲突
Serial.println("Collision Detected.");
}
else {
// 如果检测到信号打印冲突
Serial.println("No Collision Detected.");
}
}
}
实验串口返回情况
Arduino实验场景图
红外避障使用很简单，就是OUT口检测到有效距离内有障碍物时，给OUT发送高电平（或低电平）。可以利用这一特性，进行计数。
需要注意的是，根据障碍物在识别范围内所停留的时间不同，模块可能会在障碍物停留的这一段时间频繁的发送高电平（或低电平），所以，要判断两个标志，一个是障碍物进入，一个是障碍物移出，保证在进入后只记录一次数据即可。
代码如下：
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百三十九：E18-D80NK 红外避障传感器模块 接近开关 智能小车 3-80cm
程序之二：利用红外避障（障碍检测）进行计数
实验接线
VCC +5V
GND GND
OUT 2
*/
int i=0; //计数
bool b=false; //障碍物是否进入
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(2,INPUT);
}
void loop() {
if (digitalRead(2)==LOW) //如果发送低电平，识别到障碍物进入
{
if (b==false) { //如果上一次检测时，障碍物没有进入，则视为第一次进入。
b=true; //先将标志记录为障碍物已进入。
i+=1; //计数+1
Serial.print("OK:");
Serial.println(i);
}
}
else { //如果检测到障碍物移出
b=false; //将标志记录为障碍物已移出。
}
delay(1);
}
实验串口返回情况
程序之三：串口输出检测情况，同步控制LED
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百三十九：E18-D80NK 红外避障传感器模块 接近开关 智能小车 3-80cm
程序之三：串口输出检测情况，同步控制LED
实验接线
VCC +5V
GND GND
OUT 2
LED 13
*/
const int InfraredSensorPin = 2;
//将信号引脚连接到数字引脚2
const int LedDisp = 13;
//将控制LED连接到数字引脚13
void setup()
{
Serial.begin(57600);
Serial.println("Start!");
pinMode(InfraredSensorPin, INPUT);
pinMode(LedDisp, OUTPUT);
digitalWrite(LedDisp, LOW);
}
void loop()
{
if (digitalRead(InfraredSensorPin) == LOW) digitalWrite(LedDisp, HIGH);
else digitalWrite(LedDisp, LOW);
Serial.print("Infrared Switch Status:");
Serial.println(digitalRead(InfraredSensorPin), BIN);
delay(1000);
}
串口输出结果
当传感器没有监测到目标的时候，Uno控制板上13脚的LED灯熄灭，并且串口监视器会接收到数字“1”；当传感器监测到目标的时候，LED灯会被点亮，并且串口监视器会接收到数字“0”。如果需要调节监视距离，可以用一字螺丝刀调节背后的旋钮。
实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）
实验开源仿真编程（Linkboy V4.62）
使用E18-D80NK注意事项
1、在接线的时候，请避免出现电源和地接错的现象，该操作有可能造成传感器永久性损坏；
2、信号输出端请加上拉电阻；
3、为保护动作的可靠和寿命长，请避免有关规定以外的温度外界(户外)条件下，接近传感器虽为耐水结 构，若装上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，则可更好地提高可靠性及寿命。还请避免在有化学药剂，特别是在强碱、酸、硝酸、铭酸、热浓硫酸等气候中使用。
使用E18-D80NK疑难解答
问：这是数字传感器还是模拟传感器？
答：这是数字传感器，NPN常开型光电开关；输出状态是0,1，即数字电路中的低电平和高电平，正常状态输出高电平，检测到目标输出低电平。
问：能否接到单片机IO口上？
答：可以直接接单片机IO口上使用。
问：如果加上拉电阻阻值为多少？
答：加上拉电阻阻值一般在10K左右；
问：为什么接上电源后，指示灯一直亮？
答：首先要保证电源是稳定的5V±2%，其次探头输出端不能接单片机输出口；
问：为什么接上红外开关电源后，指示灯一直亮？
答：1，请检查电源有没有接反，即红外输出接到电源正；2，请检查探头所对方向探测范围内有没有障碍物，最好对着空旷的方向。
问：有使用说明书吗，介绍说明太过简单？
答：这是光电开关，只有三条线，电源、地、输出，不需要太复杂介绍。
附录：认识数字红外避障传感器视频（8分39秒）
https://v.youku.com/v_show/id_XNDA5OTIzOTUwMA==
